k922闪光焊机钢轨焊接接头轨顶缺陷分析

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1、K922闪光焊机钢轨焊接接头轨顶缺陷分析K922闪光焊机钢轨焊接接头轨顶缺陷分析王晓林(中土集团公司轨道事业部,北京100036)0前言K922钢轨闪光对焊机是由E.0.PatonIntemationalHoldingsInc生产的,对钢轨进行焊接.K922焊机自动化程度高,整个焊接过程由PLC可编程控制器控制,焊接质量稳定,接头合格率高.K922焊机焊接接头一般情况下缺陷都出现在轨底角,轨顶几乎没有.在本次焊接施工中,焊接接头的所有缺陷都在轨顶,轨底角无缺陷,接头不合格率高达60%,此现象对K922焊机来说是一种全新情况,因此对其进行分析非常必要.1缺陷现象所有不合格接头缺陷都在轨顶

2、,据探伤工分析,缺陷位置都在轨顶中间,深度在18ram～25ram之间,伤波高8ram～12mm,是条状的面积型缺陷,缺陷性质,形状,位置基本相似,是同一种类型缺陷,轨底无任何缺陷,伤波超过TB/T1632.1—20o4要求,接头不合格.2缺陷产生原因分析影响焊接接头质量的因素很多,钢轨的处理状况,焊机自身状况,焊接工艺参数,其它未知因素都有可能影响焊接接头质量,任何一项处理不当都可能使接头产生缺陷.2.1钢轨的处理状况与焊接回路K922闪光焊的基本原理是电流通过钢轨端面的接触电阻所产生的热量熔接焊件,再经顶锻以达到焊接目的.产生的热量可以从以下公式计算:Q=rd2Rt式中焊件接触面上

3、产生的热量(J)—算系数,取0.24尺——焊件接触面的电阻(n)——焊件接触面的接触时间(S)从上式中可以看出影响焊接热量的因素有I,R,t.R与接触压力有关,t在工艺参数中可以设定,I与钢轨的处理情况与焊接回路的接触有关.钢轨的端面与距离端面700mm的轨腰部分应进行打磨处理,除去锈皮与氧化物,使其露出90%以上的金属光泽,无油与脂等污物,这样才可以保证良好的导电接触,易于激发闪光.如果接触不好,就会使导电性能变差,焊接电流与电流密度减小.如果钢轨制造厂商的标志出现在轨腰夹紧区域,必须打磨与轨腰相平,否则可能在顶锻阶段出现打滑,使顶锻量减小,甚至不顶锻,形成焊接缺陷.焊接回路包括:焊

4、接变压器,汇流排,电极,钢轨.电极与汇流排用铬铜合金制成,电极与钢轨轨腰直接接触.汇流排连接焊接变压器与电极.焊接回路所有的接线柱,紧固螺栓必须紧固,电极与轨腰之间的接触面必须在电极面积的80%以上,汇流排可导电的铜合金片应占汇流排总合金片的80%以上,这样才可以保证具有良好的导电性与电接触.无论是钢轨处理不当还是焊接回路接触不好,都会使I减小,在其它条件不变的情况下,Q也会随之减小.产生的热量减小,钢轨的局部位置温度达不到或者受热不均匀,钢轨的受热状况,加热区的宽度与焊头的温度场也会随之受到影响,从而影响焊头质量.2.2顶锻过程中是否打滑夹紧力是焊接时夹钳夹持钢轨的夹紧压力,只有具有

5、足够的夹紧力才可以保证在顶锻过程中不会打滑.夹紧力与顶锻力之比必须大于2.2:1.造成顶锻过程中打滑的可能原因与解决方法见表1.在顶锻过程中出现打滑现象,就会致使顶锻量减小,甚至不顶锻,是焊道中的焊接氧化物与一些焊接残留杂质不能从火口中全部挤出,这些杂物残留在焊缝之中就会形成焊接缺陷.2.3焊接工艺参数焊接工艺参数是保证钢轨焊接质量的关键,基于E.O.PatonInternationalHoldingsInc多年的实验研究,闪光速度,加速推进速度,顶锻量,打滑,加速阶段的电流中断,加速阶段的短路,顶锻过程中打滑的可能原因与解决方法表1顶锻过程中打滑的可能原因打滑的解决方法钢轨表面处理不

6、正确从新打磨轨腰接触面夹钳装置调整不正确检查对中性,如果需要给夹钳加垫片液压压力不正确检查油泵调整压力补偿器,使油压正确液压缸内密封环损坏更换密封环液压缸拉伤或损坏修理或更换液压缸焊接工艺参数对焊接质量的影响表2焊接工艺参数对焊接质量的影响闪光速度加速推进速度顶锻量打滑加速阶段电流中断加速阶段短路焊接时间速度低时焊接时间短,钢轨加热区窄,容易导致未焊透;速度高时温度高焊接时间长,加热区宽,易导致过烧或过热.速度过小,闪光不连续,空气易侵入,有氧化危险;速度过大,电流激增,端面温度的不均匀程度增加,影响焊接质量.顶锻量过小,可能出现灰斑;过大影响焊缝的机械性能.打滑致使顶锻量减小,甚至不

7、顶锻,影响焊接质量.电流中断使闪光不连续,空气可能侵入,有氧化危险,形成焊接缺陷.加速阶段短路,电流过大,过梁尺寸与火口增大,端面温度的不均匀程度增加,影响焊接质量.时间过短.会形成未焊透缺陷;时间过长,会使加热区增宽,易产生过热和过烧缺陷.焊接时间等是决定焊接质量的关键因素,可以作为焊接接头质量的评价标准,不合适的焊接工艺参数会影响焊接质量,在接头中形成焊接缺陷,具体的影响见表2.开始焊接施工以前,必须先进行试验,对焊接工艺参数进行调试,型式